生态系统碳通量测定

测定方法主要有四种，比如基于生物量变化的估算方法：

生态系统净初级生产力(NPP)、净生态系统生产力(NEP)和净生物群系生产力(NBP)的概念与碳通量相似，可以直接反映生态系统或生物群落的陆地-大气间的净碳交换量。在一定假设条件下，NPP、NEP和NBP都可以利用生态系统生物量变化动态监测数据进行估算。

NPP的测定主要有两种基本的方法，一种方法就是测定生物量(植物体干重)变化的方法，称为堆积法(summation method)，这是一种较为广泛使用的方法。另一种方法就是着眼于光合量和呼吸量，构筑理论方面的数理模型然后进行计算的方法。

基于生物量变化的估算方法生态系统净初级生产力(NPP)、净生态系统生产力(NEP)和净生物群系生产力(NBP)的概念与碳通量相似，可以直接反映生态系统或生物群落的陆地-大气间的净碳交换量。在一定假设条件下，NPP、NEP和NBP都可以利用生态系统生物量变化动态监测数据进行估算。

NPP的测定主要有两种基本的方法，一种方法就是测定生物量(植物体干重)变化的方法，称为堆积法(summationmethod)，这是一种较为广泛使用的方法。另一种方法就是着眼于光合量和呼吸量，构筑理论方面的数理模型然后进行计算的方法。

堆积法又叫收获法(harvest method)或现存量法 ( standing crop method/biomass method).。宏观上NPP相当于生态系统植物生长量(growth)，即单位时间生态系统生物量的增长量。可利用生态系统生物量的时间变化数据来推算。1

基于碳平衡方程的估算法只要我们能够逐项预定或估计出NPP.NEP.NBP.NEE等有关的碳通量参数，就可以评估生态系统的碳平衡状况该种方法的关键是我们能否对各项进行准确的测定或评估。目前，随着植物叶片的光合作用和呼吸作用、土壤微生物的呼吸通量、凋落物分解过程等测定技术的进步，许多项目的精确测定已经成为可能。

叶片光合作用和呼吸作用的测定方法主要有半叶法、碱吸收测定法、氧电极测定法、红外气体分析仪测定法(于贵瑞，2003)。

土壤呼吸的测定方法主要有静态气室-碱吸收法、静态箱-气相色谱法、动态(静态)气室红外二氧化碳分析仪法(于贵瑞，2003)。

对树干和根呼吸还没有很好的测定方法，现在的主要方法是利用与土壤呼吸测定相似的原理开发各种适合树干和根系的测定装置。凋落物分解的。定一般是分类进行。对于枯叶和小枝的分解速本测定，常用方法是尼龙网袋法对于较大的枝条，则都用拴线法。分解速率通常用失重法来测定(通采用网袋法，将预制凋落物样品布置于定位样地中，定期回收，测定凋落物的消失量)。

值得注意的是，上述大多数测定方法只能适合于单叶或单株等十分有限的样品或样地，其测定数据的时间和空间代表性存在很多问题，现在还没有很好的方法将测定数据反演到群落水平。1

基于碳循环模型的估算法近年，随着计算机的发展，将植物的物质生产过程进行数学模式化，利用模型估算生产力成为研究热点。已提出的诸多模型中，有的是经验的，有的是理论的。1

同化箱测定法同化箱测定法是采用不同类型的同化箱罩住植被地面或土壤表面，通过测定箱内的CO2和CH4等气体浓度变化来计算植被-大气或土壤-大气间的气体交换通量(参见于贵瑞，2003陈泮勤，2004)其中静态气室-碱吸收法虽然已被普遍采用，并被沿用至今已有70余年，但其最大的缺陷是不能进行短时间内连续测定，而且测定结果不同于红外气体交换法的测定结果(Kucera&Kirkham,1971 Coleman,1973Anderson,1982)，因而有其局限性。静态箱-气相色谱法是目前国际国内广泛使用的比较经济可靠的测量方法(Wassmann et al，1994 Schiitz etal.,1989),不足之处在于它的使用会明显地改变被测地表的物理状态,在采样时会因箱室的挤压和抽气时的负压引起偏差。 动态(静态)气室-红外CO2分析仪法被认为是目前最理想的一种方法,利用同化箱内下垫面处理的不同,可以获得不同含义的气体交换量。这种方法是生态系统碳通量直接测定的一种,其优点之一是设备的成本低,便于进行不同生态系统类型和不同生态系统管理方式间的碳通量的比较;其另一优点是可以用气体采样法进行室内的多种气体的精细分析,因此能够同时测定CH.等痕量气体的通量。 但是,该方法的缺点是不适宜于森林或高秆作物群体的测定,更为严重的缺点是被箱子罩住的植被其生活环境将发生重大变化,严重地改变了植被的水分温度和气体交换环境,改变了植被-大气,土壤-大气间的能量,水分和气体交换特征和平衡,其测定结果很难反映实际情况。1

本词条内容贡献者为:

杨刚 - 教授 - 西南大学